Ученые обнаружили молекулярный «переключатель» для самовосстановления легких

Вновь образованные альвеолярные клетки 2 типа (красные) и клетки AT1 (зеленые), необходимые для восстановления легких. Автор: Анника Утофт, лаборатория Браунфилда

Исследователи из клиники Майо обнаружили молекулярный «переключатель» в клетках легких, который определяет, когда клетки сосредотачиваются на восстановлении тканей, а когда переключаются на борьбу с инфекцией. Это важное открытие может открыть путь к регенеративным методам лечения хронических заболеваний легких.

«Мы с удивлением обнаружили, что эти специализированные клетки не могут выполнять обе задачи одновременно», — говорит Дуглас Браунфилд, старший автор исследования, опубликованного в Nature Communications. «Одни занимаются восстановлением, а другие сосредотачиваются на защите. Это разделение труда крайне важно. И, раскрыв переключатель, который им управляет, мы можем начать думать о том, как восстановить баланс, когда он нарушается при болезни».

Исследование сосредоточено на альвеолярных клетках 2 типа (AT2), которые уникальны тем, что одновременно защищают легкие и действуют как резервные стволовые клетки. Ученые давно знали, что клетки AT2 часто плохо регенерируют при таких заболеваниях, как легочный фиброз, ХОБЛ и тяжелые вирусные инфекции, включая COVID-19, но причина этого была неясна.

Используя секвенирование единичных клеток и модели повреждения легких, команда обнаружила, что «переход» клеток регулируется молекулярной цепью с тремя ключевыми регуляторами — PRC2, C/EBPα и DLK1. Белок C/EBPα действует как «зажим», препятствующий тому, чтобы клетки вели себя как стволовые. Для регенерации после повреждения взрослые клетки AT2 должны этот «зажим» ослабить.

Этот же молекулярный переключатель объясняет, почему инфекции могут замедлять или блокировать восстановление легких при хронических заболеваниях. «Когда мы думаем о восстановлении легких, речь идет не только о включении процессов — нужно убрать «зажимы», которые мешают клеткам действовать как стволовые», — поясняет доктор Браунфилд.

Открытие открывает новые возможности для регенеративной медицины. Препараты, нацеленные на активность C/EBPα, могли бы помочь клеткам AT2 эффективнее восстанавливать легочную ткань или уменьшать рубцевание при фиброзе. Это исследование приближает науку к возможности усилить естественные механизмы repair легких и предлагает надежду на предотвращение или обращение вспять состояний, которые сегодня можно лишь замедлить.

Работа ведется в рамках инициатив клиники Майо по регенеративной медицине. Сейчас команда тестирует способы «освобождения» клеток AT2 в лаборатории для будущей клеточной терапии.